NASA‑Chandra entdeckt variable Supernova‑Überreste in Galaxie M83

USA: NASA‑Chandra entdeckt variable Supernova‑Überreste in Galaxie M83

Hintergrund der Beobachtungen

Ein Forscherteam hat herausgefunden, dass etwa die Hälfte der 22 mit Supernova‑Überresten assoziierten X‑Ray‑Quellen in der nahegelegenen Galaxie Messier 83 innerhalb eines 14‑jährigen Beobachtungszeitraums (2000‑2014) dramatische Helligkeitsänderungen zeigten. Diese Erkenntnis wurde auf der Jahresversammlung der American Astronomical Society in Pasadena präsentiert und im Astrophysical Journal veröffentlicht.

Unerwartete Helligkeitsvariabilität

Die Analyse basierte auf einer kontinuierlichen Datenreihe des Chandra‑X‑Ray‑Observatoriums, das zwischen 2000 und 2014 insgesamt 14 Beobachtungen der Galaxie M83 durchführte. In diesem Zeitraum variierten rund 11 der 22 untersuchten Quellen signifikant, obwohl Supernova‑Überreste üblicherweise nur allmählich an Helligkeit verlieren.

Erklärungsmöglichkeiten

Ein Forscher, Andrea Prestwich von der Catholic University of America, erklärte: „Wir wussten, dass einzelne X‑Ray‑Quellen stark schwanken können, aber die Häufigkeit der Variabilität bei Supernova‑Überresten war völlig überraschend.“ Ein Fall, SN 1957D, lässt sich durch die Kollision des Überrests mit umgebendem Material erklären, doch die übrigen Quellen erfordern andere Erklärungen.

Überlebende Sterne und Hochmassen‑X‑Ray‑Binärsysteme

Ein möglicher Mechanismus ist das Vorhandensein von Überlebenden, also massereichen Sternen, die nach der Supernova‑Explosion ihres Partners in einer Umlaufbahn mit einem schwarzen Loch oder Neutronenstern verbleiben. Michael McCollough vom Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian bemerkte: „Ein solcher Überlebende kann Material vom Begleitstern anziehen, das dann im Gravitationsfeld des kompakten Objekts stark erhitzt wird und die beobachteten X‑Ray‑Flare erzeugt.“ Diese Systeme entsprechen den bekannten Hochmassen‑X‑Ray‑Binärsystemen (HMXB), die zu den variabelsten X‑Ray‑Quellen im Universum gehören.

Alternative Szenarien

Roy Kilgard von der Wesleyan University wies darauf hin, dass das kompakte Objekt auch einen Teil des bei der Explosion ausgeworfenen Materials wieder einfangen könnte: „Das könnte ein Beispiel für kosmisches Recycling sein, bei dem Trümmer zurück auf das entstandene Objekt fallen.“ Beide Mechanismen könnten gleichzeitig wirksam sein.

Parallele Befunde in M51

Eine vergleichbare Untersuchung der sternentüchtigen Galaxie M51 durch Zoe Hoiland (Vassar College) und Roy Kilgard identifizierte ebenfalls eine signifikante Anzahl variabler X‑Ray‑Quellen, die mit Supernova‑Überresten verknüpft sind. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass solche Phänomene in sternbildenden Galaxien verbreitet sein könnten.

Bedeutung der Ergebnisse

Die Entdeckung von mehr als 20 Kandidaten für HMXB‑verbundene Supernova‑Überreste in einer einzigen Galaxie ist beispiellos und erweitert das Verständnis von Wechselwirkungen zwischen Supernova‑Explosionen und ihren Überlebenden. Sie liefert Hinweise darauf, wie häufig kompakte Objekte in binären Systemen verbleiben und welche Rolle sie bei der Energieabgabe in Sternentstehungsregionen spielen.

Technische Rahmenbedingungen

Das Chandra‑Programm wird vom Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, verwaltet, während das Chandra X‑Ray Center der Smithsonian Astrophysical Observatory die wissenschaftlichen Operationen leitet. Die Datenverarbeitung erfolgte in Zusammenarbeit mit dem Space Telescope Science Institute und weiteren Partnern.

Dieser Bericht basiert auf Informationen von NASA, lizenziert unter Public Domain (U.S. Government Work).